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組織接着性ポルフィリンを用いた局所投与型光線力学療法の創出

研究課題

研究課題/領域番号 21H03813
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

吉冨 徹  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, 主幹研究員 (20585799)

研究分担者 陳 国平  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, グループリーダー (50357505)
松井 裕史  筑波大学, 医学医療系, 講師 (70272200)
川添 直輝  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子・バイオ材料研究センター, 主席研究員 (90314848)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード光線力学療法 / ポルフィリン / 局所投与 / 組織接着性 / 光増感剤 / ポリカチオン
研究開始時の研究の概要

手術や抗癌剤治療などの合併症や強い副作用を伴う“過激な”がん治療ではなく、"優しい"がん治療を開発するために、注射したところに長期間とどまる光増感物質を開発し、正常組織はダメージを受けずに副作用もない、レーザーを当てればがん細胞だけが死滅するがん治療を開発する。

研究実績の概要

4級アンモニウム塩を有するポリカチオンに光増感剤ポルフィリンが結合した組織接着性ポルフィリンを用いた局所投与型光線力学療法を開発している。組織接着性ポルフィリンを用いて光線力学療法に展開しているが、細胞実験において、組織接着性ポルフィリンがエンドソームに蓄積したところで、635nmの赤色レーザーを照射すると、アポトーシスを誘導することを見出した。それと同時に、光照射と共に細胞が膨潤したのち破裂し、多数の小胞体を産生することを見出した。また担癌マウスを作製し、光増感剤を腫瘍と皮膚の間に投与し、635nmの光を照射すると、低分子の光増感剤では、わずかに抗腫瘍効果が確認されたのに対し、組織接着性ポルフィリンでは、高い抗腫瘍効果を示した。さらに、従来の光線力学療法では、投与した光増感剤が皮膚や目に長期間残存し、治療後の約一か月間遮光管理をしないと、光線過敏症を発症する。そこで、過剰量の低分子光増感剤を腹腔内投与し、その後、背中の皮膚にUV光を照射すると、低分子光増感剤は、急速に全身に広がり、皮膚にも到達するために、照射領域において炎症が生じることを確認した。一方、組織接着性ポルフィリンは、高分子光増感剤であるため、低分子光増感剤に比べて全身に拡散せず、UV光を照射しても、全く光線過敏症を引き起こさなかった。この結果から、組織接着性ポルフィリンを用いた局所投与型光線力学療法は、従来問題となっていた光線過敏症を引き起こさずに、高い効果を発揮する新しい光増感剤としてのポテンシャルを有していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

動物実験により、組織接着性ポルフィリンが高い抗腫瘍効果を有しているだけでなく、光線過敏症を引き起こさないことが明らかとなったため。

今後の研究の推進方策

細胞膜の破裂、及び小胞体産生機構について明らかにする。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Locally Administered Photodynamic Therapy for Cancer Using Nano-Adhesive Photosensitizer2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Komatsu, Toru Yoshitomi, Van Thi Hong Doan, Hiromi Kurokawa, Saori Fujiwara, Naoki Ka-wazoe, Guoping Chen, and Hirofumi Matsui
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 15 号: 8 ページ: 2076-2076

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics15082076

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Singlet oxygen-generating cell-adhesive glass surfaces for the fundamental investigation of plasma membrane-targeted photodynamic therapy2023

    • 著者名/発表者名
      Van Thi Hong Doan, Yoshiki Komatsu, Hirofumi Matsui, Naoki Kawazoe, Gouping Chen, and Toru Yoshitomi
    • 雑誌名

      Free Radic Biol Med

      巻: 207 ページ: 239-246

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2023.07.028

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-Term Fluorescent Tissue Marking Using Tissue-Adhesive Porphyrin with Polycations Consisting of Quaternary Ammonium Salt Groups2022

    • 著者名/発表者名
      Komatsu Yoshiki、Yoshitomi Toru、Furuya Kinji、Ikeda Takafumi、Terasaki Azusa、Hoshi Aoi、Kawazoe Naoki、Chen Guoping、Matsui Hirofumi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 8 ページ: 4218-4218

    • DOI

      10.3390/ijms23084218

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-Assembling Antioxidants for Ischemia-Reperfusion Injuries.2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Yoshitomi, Yukio Nagasaki Y.
    • 雑誌名

      Antioxid Redox Signal.

      巻: 36 号: 1-3 ページ: 70-80

    • DOI

      10.1089/ars.2021.0103

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-Infrared Light Irradiation of Porphyrin-Modified Gold Nanoparticles Promotes Cancer-Cell-Specific Cytotoxicity2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Kurokawa, Atsushi Taninaka, Toru Yoshitomi, Hidemi Shigekawa, Hirofumi Matsui
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 2022, 27 号: 4 ページ: 1238-1238

    • DOI

      10.3390/molecules27041238

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 組織接着性ポルフィリンを用いた光線過敏症を回避する局所投与型光線力学療法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      吉冨 徹、小松 義希、ドアン ヴァン、黒川 宏美、藤原 彩織、川添 直輝、 陳 国平、松井 裕史
    • 学会等名
      第76回日本酸化ストレス学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 組織接着性ポルフィリンを用いた局所投与型光線力学療法2023

    • 著者名/発表者名
      吉冨 徹、小松 義希、ドアン ヴァン、黒川 宏美、藤原 彩織、川添 直輝、 陳 国平、松井 裕史
    • 学会等名
      第61回日本接着学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 4級アンモニウム塩カチオン性ポリマー含有ポルフィリンを用いた局所投与型光線力学療法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      吉冨 徹、小松 義希、ドアン ヴァン、黒川 宏美、藤原 彩織、松井 裕史、川添 直輝、 陳 国平
    • 学会等名
      第70回 高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 四級アンモニウム基を有するポリカチオンを利用した蛍光組織マーキング剤の開発2022

    • 著者名/発表者名
      吉冨 徹 、小松 義希、松井 裕史、古屋 欽司、池田 貴文、 星 葵、寺崎 梓、川添 直輝、陳 国平
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体組織接着性ポルフィリンを用いた組織マーキングと光線力学療法への応用2022

    • 著者名/発表者名
      吉冨 徹
    • 学会等名
      新技術発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of Tissue-Adhesive Porphyrin for Locally Administered Photodynamic Therapy2022

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshitomi, V.T.H. Doan, N. Kawazoe, G. Chen
    • 学会等名
      NIMS WEEK 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] ポルフィリンを含むカチオンポリマーおよびそれを含む組織マーキング剤、および光増感剤2022

    • 発明者名
      吉冨徹,陳国平,川添直輝,松井裕史,小松義希,古屋欽司
    • 権利者名
      物質・材料研究機構、筑波大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] ポルフィリンを含むカチオンポリマーおよびそれを含む組織マーキング剤、および光増感剤2022

    • 発明者名
      吉冨徹、陳国平、川添直輝、松井裕史、小松義希、古屋欽司
    • 権利者名
      物質・材料研究機構/ 筑波大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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